接触网的电分段和电分相.ppt
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1、接触网技术接触网技术2.14.12.14.1供电与分段供电与分段作用:保证供电的灵活性;缩小事故范围。作用:保证供电的灵活性;缩小事故范围。分类:横向分段,纵向分段。分类:横向分段,纵向分段。2.142.14接触网的供电与分段接触网的供电与分段接触网技术接触网技术横向分段横向分段 接触网线路之间进行的电分段,它用于复线上下行股道间,接触网线路之间进行的电分段,它用于复线上下行股道间,车站,车场各股道间的接触网电分段;车站,车场各股道间的接触网电分段;由分段绝缘器和隔离开关、悬式绝缘子(用于软横跨)实由分段绝缘器和隔离开关、悬式绝缘子(用于软横跨)实现;现;1 1 复线和多线路区段,正线间总是分
2、开的;复线和多线路区段,正线间总是分开的;2 2 大站上,每个车场单独分段;大站上,每个车场单独分段;3 3 装卸线、整备线等均应分段。装卸线、整备线等均应分段。注意:注意:1 1 横向分段采用分段绝缘器进行分段。横向分段采用分段绝缘器进行分段。2 2 站场和区间均应有单独的供电线路。站场和区间均应有单独的供电线路。3 3 复线区段,区间每条正线应有单独的供电回路。复线区段,区间每条正线应有单独的供电回路。2.14 2.14 接触网的供电与分段接触网的供电与分段接触网技术接触网技术纵向分段纵向分段接触网沿线路方向进行的电分段叫纵向电分段。用于沿线路方向接触网接触网沿线路方向进行的电分段叫纵向电
3、分段。用于沿线路方向接触网之间的电分段,如沿线路方向各供电臂之间的电分段。之间的电分段,如沿线路方向各供电臂之间的电分段。由绝缘锚段关节实现。由绝缘锚段关节实现。l接触网沿线路方向所进行的分段接触网沿线路方向所进行的分段l站场和区间的衔接处进行纵向分段;站场和区间的衔接处进行纵向分段;l区间一般不进行分段;区间一般不进行分段;l大型人工建筑物,这些建筑物的接触网单独供电。大型人工建筑物,这些建筑物的接触网单独供电。2.14 2.14 接触网的供电与分段接触网的供电与分段接触网技术接触网技术电分段的原则电分段的原则(1 1)多个电化车场的接触网之间应设横向电分段;)多个电化车场的接触网之间应设横
4、向电分段;(2 2)枢纽站内上下行正线间,外包线与其它线间应设横向电分段;)枢纽站内上下行正线间,外包线与其它线间应设横向电分段;(3 3)铁路枢纽地区的各站间及编组站各分场间应根据行车组织及检修需要)铁路枢纽地区的各站间及编组站各分场间应根据行车组织及检修需要设置横向电分段;设置横向电分段;(4 4)大型客运站应根据客运需要按不同方向的列车进路或站台划分设置横)大型客运站应根据客运需要按不同方向的列车进路或站台划分设置横向电分段;向电分段;(5 5)站内货物装卸线、旋客列车整备线、机车整备线及路外专用线应单独)站内货物装卸线、旋客列车整备线、机车整备线及路外专用线应单独电分段;电分段;接触网
5、技术接触网技术(6 6)电力机务段、折返段,动车组维修基地内的各检查坑所在线路及需上车)电力机务段、折返段,动车组维修基地内的各检查坑所在线路及需上车顶作业的线路均应根据检修作业需要进行单独电分段。顶作业的线路均应根据检修作业需要进行单独电分段。(7 7)单线电气化区段,在车站两端的电源侧应设绝缘锚段关节式纵向电分段;)单线电气化区段,在车站两端的电源侧应设绝缘锚段关节式纵向电分段;(8 8)双线电气化区段,应按满足上下行正线分别停电、检修安全的要求设置)双线电气化区段,应按满足上下行正线分别停电、检修安全的要求设置绝缘锚段关节式纵向电分段,安装负荷开关或消弧电动开关并纳入绝缘锚段关节式纵向电
6、分段,安装负荷开关或消弧电动开关并纳入SCDASCDA远动远动系统。系统。(9 9)区间一定长度的接触网之间应设绝缘锚段关节式纵向电分段;)区间一定长度的接触网之间应设绝缘锚段关节式纵向电分段;(1010)大型桥梁和隧道接触网应单独电分段。)大型桥梁和隧道接触网应单独电分段。大型桥梁是指大型桥梁是指100100以上的桥梁,以上的桥梁,500m500m以上为特大型桥。以上为特大型桥。接触网技术接触网技术电分段设备电分段设备接触网技术接触网技术2.14.2 分段绝缘器l分段绝缘器又称分区绝缘器,它安装在各车站装卸线、机车整备线、电力机车库线、专用线等处,因为在这些区段设立绝缘锚段关节受站场股道限制
7、,即不经济又无法实现。2.14 2.14 接触网的供电与分段接触网的供电与分段接触网技术接触网技术l设规(TB10009-98)中规定:l在有几个电气化车场的车站上,宜将每个车场单独分段。装卸线、旅客列车整备线、机车整备线等均应单独分段,并在该处安装带接地刀闸的隔离开关。路外专用线应单独电分段。封闭的水鹤、到发线、安全线、牵出线、机车走行线等不宜设接触网电分段。2.14 2.14 接触网的供电与分段接触网的供电与分段2.14.2 分段绝缘器接触网技术接触网技术l玻璃钢分段绝缘器lC1200高铝陶瓷分段绝缘器l菱形分段绝缘器lXTK消弧分段绝缘器l法国分段绝缘器l瑞士分段绝缘器目前现场常用的分段
8、绝缘器有以下几种:目前现场常用的分段绝缘器有以下几种:2.14 2.14 接触网的供电与分段接触网的供电与分段2.14.2 分段绝缘器接触网技术接触网技术DXF(1.6)型)型DXF(1.6)型分段绝缘器是中铁电气化局集团有限公司科研所研制的。它有效地解决了电力机车通过分段绝缘器时对绝缘的电弧烧伤以及烧坏接触线、绝缘器件、金属构件和绝缘器上方承力索等问题,其结构如下图所示。图图:DXF(1.6)分段)分段绝缘绝缘器器DXF(1.6)型分段绝缘器具有较强的消弧性能、结构简单、长度合理、重量轻、一定的机械和电气强度以及安装、维护方便等优点,降低了机车通过时的冲击,提高了分段绝缘器的工作平稳性,减少
9、了离线,改善了受流质量。2.14.2 分段绝缘器接触网技术接触网技术电连接线接触线分段绝缘器本体承力索硅橡胶绝缘子消弧装置接触网技术接触网技术硅橡胶绝缘子分段绝缘器接触网技术接触网技术2.14.2 分段绝缘器lXTK消弧分段绝缘器1接接头线夹头线夹;2桥绝缘桥绝缘子;子;3绝缘绝缘滑板;滑板;4导导流滑板;流滑板;5A型引弧棒;型引弧棒;6B型引弧棒。型引弧棒。图图:XTK分段分段绝缘绝缘器安装示意器安装示意图图 XTK菱形分段绝缘器系郑州铁路局西安科研所研制的一种新型接触网绝缘分段设备,它具有结构精巧、重量轻、易于安装调整,适用于行车速度160km/h的线路。接触网技术接触网技术2.14.2
10、 分段绝缘器Re200CRe200C型分段绝缘器型分段绝缘器在从哈尔滨至大连的电气化线路技术改造时,全部引进德国Re200型悬挂类型整体技术,而分段绝缘器采用的为下图所示的形式,它由两根滑道和绝缘子组成,绝缘子为主绝缘,它的优点是绝缘性能好,缺点是绝缘子较笨重,易形成硬点。图图:Re200CRe200C型型悬悬挂用挂用绝缘绝缘子分段子分段绝缘绝缘器器接触网技术接触网技术2.14.2 分段绝缘器法国分段法国分段绝缘绝缘器器法国高速电气化铁路采用的是一种复合分段绝缘器,它由绝缘棒、消弧角隙、滑道及相应配件、组件组成。具有重量轻、结构紧凑、绝缘性能好等优点,如下图所示。接触网技术接触网技术2.14.
11、2 分段绝缘器图中的分段绝缘器的绝缘棒是由玻璃纤维加强树脂材料制成的,并覆涂有硅橡胶保护层,使用寿命可达20年,能在-300C +700C的大气温度下运行。主要机械性能是:最大工作负荷为2000deN;断裂负荷为8000de N;重量为9kg。主要电气性能是:最高电压为27.5kV;最大电流为600A;无接触绝缘器滑道耐压为160kV/min(干闪),55kV/min(湿闪);消弧角隙为220mm;两个消弧角隙之间电弧持续时间为26S(750A、25kV);最大允许运行速度为280km/h。接触网技术接触网技术2.14 电分相及分相绝缘装置电分相及分相绝缘装置电分相电分相 分相绝缘器用于接触网
12、需要分相供电的电分段处,避免分相绝缘器用于接触网需要分相供电的电分段处,避免在接触网上发生相间短路,同时承受一定的机械负荷。在接触网上发生相间短路,同时承受一定的机械负荷。在变电所出口以及两牵引变电所之间(供电臂末端)必在变电所出口以及两牵引变电所之间(供电臂末端)必须设电分相装置。须设电分相装置。分类:常规电分相装置、地面自动转换电分相装置、柱上分类:常规电分相装置、地面自动转换电分相装置、柱上断载自动转换电分相装置、车载断电自动转换电分相装置断载自动转换电分相装置、车载断电自动转换电分相装置接触网技术接触网技术1 1为什么要换相?为什么要换相?2 2电分相的设置原则电分相的设置原则相关名词
13、供电臂供电分区设置原则:1为减少接触网分相数量,避免分区亭开关设备承受线间电压,为双边供电或越区供电提供技术平台,两相邻变电所之间的接触网一般应采用同一相电源供电;2接触网电分相区一般设置在牵引变电所和分区亭出口,牵引变电所供电分区处,铁路局分界处;3不得将接触网电分相区设置在大于5的坡道区段或距车站进站信号机的距离小于500m的范围内。接触网电分相及其设置原则接触网电分相及其设置原则 接触网技术接触网技术电分相及分相绝缘装置电分相及分相绝缘装置电分相电分相 在电分相绝缘器区段的相关位置需设立明显的断电标、合在电分相绝缘器区段的相关位置需设立明显的断电标、合电标和禁止双弓标,以提示机车司机关闭
14、辅助机组,断开电标和禁止双弓标,以提示机车司机关闭辅助机组,断开主断路器,列车惰行通过电分相装置;过了电分相后,及主断路器,列车惰行通过电分相装置;过了电分相后,及时合上主断路器,恢复机车受电。断、合电标和禁止双弓时合上主断路器,恢复机车受电。断、合电标和禁止双弓预告标的安装位置如下图所示。预告标的安装位置如下图所示。接触网技术接触网技术电分相及分相绝缘装置电分相及分相绝缘装置电分相电分相图图:禁止双弓标和合、断电标的设置禁止双弓标和合、断电标的设置接触网技术接触网技术电分相标志牌设置示意图电分相标志牌设置示意图接触网技术接触网技术l锚段关节、电分相绝缘器l结构:P98-P100l注意事项:1
15、避免相间短路;2 考虑信号显示、调车作业、供电线路及维修管理等条件;3避免产生硬点;4 消除电弧的影响。电分相及分相绝缘装置电分相及分相绝缘装置接触网技术接触网技术1、玻璃钢分相绝缘器玻璃钢分相绝缘器一般由三根相同的玻璃钢绝缘件组成,每根玻璃钢绝缘件长1.8m,底面做成斜槽,以增加表面泄漏距离,其结构如下图所示。图图:分相:分相绝缘绝缘器安装器安装结结构构图图接触网技术接触网技术2、XTK分相绝缘器XTK分相绝缘器是一种新型接触网分相设备,采用国内优质材料及先进工艺制作,具有优良的耐弧耐磨性能,整体重量轻(T型5.5kg,GL型6.2kg),长度T型为2200mm、GL型为2300mm,泄漏距
16、离为1800mm。其结构如下图所示。1绝缘绝缘元件;元件;2接接头线夹头线夹;3、4导导流角隙。流角隙。图图:XTK分相分相绝缘绝缘器安装示意器安装示意图图接触网技术接触网技术自动过电分相装置机车自动过分相的方式:机车自动过分相的方式:(1 1)地面开关站自动切换方式;)地面开关站自动切换方式;(2 2)网上开关自动断电方式;)网上开关自动断电方式;(3 3)机车自动断电方式;)机车自动断电方式;代表:代表:日本:地面开关站自动切换方式日本:地面开关站自动切换方式法国:车载自动断电方式法国:车载自动断电方式西班牙:车载自动断电方式西班牙:车载自动断电方式瑞士:网上开关自动断电方式瑞士:网上开关
17、自动断电方式接触网技术接触网技术自动过电分相装置 我国电气化铁路建设初期采用的电分相装置为八跨等接触我国电气化铁路建设初期采用的电分相装置为八跨等接触网绝缘锚段关节式的气隙绝缘结构,后来,随着电气化铁路网绝缘锚段关节式的气隙绝缘结构,后来,随着电气化铁路的发展和科学技术的进步,采用了由绝缘材料制作的分相绝的发展和科学技术的进步,采用了由绝缘材料制作的分相绝缘器,并于缘器,并于2020世纪世纪8080年代开始研究电分相地面自动转换装置,年代开始研究电分相地面自动转换装置,19951995年投入试运行。鹰厦、京郑线分别引进了瑞士年投入试运行。鹰厦、京郑线分别引进了瑞士AFAF公司的公司的柱上开关自
18、动转换装置。广深线安装了地面磁铁传感车上自柱上开关自动转换装置。广深线安装了地面磁铁传感车上自动转换过分相装置。动转换过分相装置。接触网技术接触网技术自动过电分相装置l若列车速度按若列车速度按200km/m计算,每计算,每8-10分钟要过一点分相,分钟要过一点分相,世界高速铁路发达的国家,都相应的采用了自动过电分相世界高速铁路发达的国家,都相应的采用了自动过电分相装置。装置。l分类分类:地面自动转换电分相装置、柱上式电分相自动转换装地面自动转换电分相装置、柱上式电分相自动转换装置、车上式过电分相自动转换装置。置、车上式过电分相自动转换装置。接触网技术接触网技术车载断电自动转换电分相装置l系统组
19、成系统组成:P101 1 地面感应装置 2 车载感应接受装置 3 主电路设备 4 控制设备接触网技术接触网技术工作原理 该方案的工作原理是当机车得到过分相预告信号后该方案的工作原理是当机车得到过分相预告信号后,首先首先进行确认进行确认,然后封锁触发脉冲然后封锁触发脉冲,延时断开主断路器延时断开主断路器,使机车惰使机车惰行通过无电区。在通过无电区后行通过无电区。在通过无电区后,由机车自动检测网压从无由机车自动检测网压从无到有的跳变并确认到有的跳变并确认,再合主断路器再合主断路器,顺序启动辅机顺序启动辅机,然后限制然后限制电流上升率电流上升率,启动机车。该方案中启动机车。该方案中,除分相预告信号与
20、地面除分相预告信号与地面设施有关外设施有关外,其余一切操作都由机车自动完成其余一切操作都由机车自动完成,无需人工干无需人工干预。预。接触网技术接触网技术接触网技术接触网技术地面自动转换电分相装置地面自动转换电分相装置 这种方案国际上以日本为代表,解决了东海道新干线上高速列车自动过分相的难题。国内郑州铁路局西安科研所在咸阳附近对这种方案进行了研究和试验。这种方案的工作原理见下图:接触网技术接触网技术接触网技术接触网技术柱上式电分相自动转换装置柱上式电分相自动转换装置 A A、B B 两组真空开关在正常状态下均处于分断位置。当两组真空开关在正常状态下均处于分断位置。当电力机车运行至电力机车运行至a
21、-b a-b 之间时之间时,A,A 组开关装置线圈有电流通过组开关装置线圈有电流通过,磁铁吸合磁铁吸合,真空开关在真空开关在15 m s 15 m s 时间内闭合使时间内闭合使cdcd段有电。段有电。接触网技术接触网技术柱上式电分相自动转换装置柱上式电分相自动转换装置 当电力机车运行至当电力机车运行至c-d c-d 之间时之间时,A,A 组开关的线圈中无电流组开关的线圈中无电流通过通过,磁铁释放磁铁释放,5m s,5m s 时间内时间内A A 组真空开关断开组真空开关断开,使使d-e-f-g d-e-f-g 为无电区为无电区,机车惰行。当电力机车运行至机车惰行。当电力机车运行至g-h g-h
22、之间时之间时,B,B 组开组开关装置线圈有电流通过关装置线圈有电流通过,同理同理B B 组真空开关闭合组真空开关闭合;当机车驶离当机车驶离i i 点后点后,B,B组开关线圈失电使组开关线圈失电使B B 组开关断开组开关断开,但此时该开关不但此时该开关不起分断电流作用。这样起分断电流作用。这样A A、B B 两组开关回到初始状态。两组开关回到初始状态。接触网技术接触网技术设计原则l1在变电所、分区所所在车站的一侧设置电分相,在行车前进方向的一侧设置纵向联络隔离开关,并纳入远动系统。除在单相变压器变电所的电分相纵向联络开关为常闭外,其余均为常开。l2全线上下行正线间电气分开。l3按照以一个供电臂为
23、单元“V”停检修设计,预留逐站逐区间“V”检修的条件。l4对编组站、客运站各独立的场设独立供电线。场与场间设置电分段,有条件时设置绝缘锚段关节,无条件时采用分段绝缘器。接触网技术接触网技术l5 5对于机务段、机务折返段设独立供电线。并与正线或其对于机务段、机务折返段设独立供电线。并与正线或其他场电气分开,段内电力机车整备线、机修线根据机务要他场电气分开,段内电力机车整备线、机修线根据机务要求设置电分段及隔离开关。求设置电分段及隔离开关。l6 6编组站、客运站场内分束供电,原则上编组站、客运站场内分束供电,原则上1 1束不超过束不超过6 6股电股电化股道。化股道。l7 7供电线一般按照独立架设设
24、计,同一径路上的两路以上供电线一般按照独立架设设计,同一径路上的两路以上供电线可供电线支柱合架。在枢纽内编组站、客运站等独供电线可供电线支柱合架。在枢纽内编组站、客运站等独立架设困难局部区段,考虑与网柱合架。立架设困难局部区段,考虑与网柱合架。接触网技术接触网技术(二)我国自动过分相装置的应用情况(二)我国自动过分相装置的应用情况 我国自我国自2020世纪世纪8080年代就开始研究相分段自动转换装置,由年代就开始研究相分段自动转换装置,由于受当时设备功能的限制,直到于受当时设备功能的限制,直到19941994年底,采用真空开关的方年底,采用真空开关的方案才在咸阳西正式实施并于案才在咸阳西正式实
25、施并于19951995年投入运行试验。年投入运行试验。鹰厦电气化铁路开通后,为解决高坡区段的电分相问题,鹰厦电气化铁路开通后,为解决高坡区段的电分相问题,安装了瑞士安装了瑞士AFAF公司的网上自动转换装置,公司的网上自动转换装置,19971997年年1111月投入试运月投入试运行。此后,京郑电气化工程中的广武站也采用了该类型过分相行。此后,京郑电气化工程中的广武站也采用了该类型过分相装置。装置。接触网技术接触网技术(二)我国自动过分相装置的应用情况(二)我国自动过分相装置的应用情况对对国国外外的的自自动动过过分分相相装装置置进进行行了了综综合合经经济济技技术术比比较较后后,广广深深线线采采用用
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